Bei Bienen entdeckte „Superkräfte“ zur Erkennung von Lungenkrebs

Bienen verfügen über einen hochsensiblen Geruchssinn, der ihnen hilft, Nahrung zu finden, sich fortzupflanzen, für ihre Jungen zu sorgen und sich zu verteidigen.
Daniel April

Daniel April Meteore Argentinien 6 Minuten

Bienen sind nicht nur für die Bestäubung und Honigproduktion unerlässlich, sondern verfügen auch über ein hochentwickeltes Geruchssystem, das es ihnen ermöglicht, Gerüche mit unglaublicher Präzision wahrzunehmen, sogar genauer als Menschen.. Diese Fähigkeit wurde kürzlich im medizinischen Bereich auf die Probe gestellt, um menschliche Krankheiten wie Lungenkrebs schnell und effizient zu diagnostizieren.

Diese Entdeckung wurde von Forschern der Michigan State University gemacht: Sie entdeckten, dass Bienen Biomarker oder chemische Konzentrationen im menschlichen Atem erkennen können, die mit Lungenkrebs in Zusammenhang stehen.. Sie zeigten auch, dass Bienen anhand des „Geruchs“ von Zellkulturen verschiedene Arten von Lungenkrebszellen unterscheiden können.

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Damit Bienen diese Aufgaben ausführen können, wurde ein 3D-gedrucktes Geschirr erstellt. Bildnachweis: Labor der Michigan State University

Die Untersuchung wurde in der Fachzeitschrift Biosensors and Bioelectronics veröffentlicht. Experten zufolge könnten diese Entwicklungen als Modell für die Entwicklung neuer Frühdiagnosetests für Lungenkrebs dienen..

Wie funktioniert die Diagnose Lungenkrebs?

Lungenkrebs ist eine der gefährlichsten Formen der Erkrankung, vor allem weil er oft erst im fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert wird.. Allerdings setzt der menschliche Körper bei Krankheiten, einschließlich Lungenkrebs, bestimmte flüchtige organische Verbindungen (VOCs) frei. Diese VOCs werden im Atem der Patienten freigesetzt und obwohl sie für den Menschen nahezu unsichtbar sind, können Bienen sie leicht erkennen.

Der Prozess, Bienen auf die Erkennung von Lungenkrebs zu trainieren, ist überraschend einfach, da die Bienen Atemproben ausgesetzt werden, die für Krebs charakteristische VOCs enthalten.

Jedes Mal, wenn sie diese Gerüche wahrnehmen, erhalten sie eine Belohnung, meist eine Zuckerlösung. Mit dieser klassischen Konditionierungsmethode lernen Bienen, den Geruch von Krebs mit einer Belohnung zu assoziieren, und sind nach kurzer Trainingszeit in der Lage, Krebs genau zu erkennen..

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Ein Bienengehirn mit angeschlossenem Sensor erkennt die Reize, die es erhält, wenn es mit dem Duft interagiert. Bildnachweis: Labor der Michigan State University

Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden wie Computertomographie und Biopsie ist der Einsatz von Bienen deutlich kostengünstiger.. Es erfordert keine teure Ausrüstung oder hochspezialisiertes Personal und eignet sich daher für den Einsatz in Bereichen mit begrenzten Ressourcen.

Wie nützlich ist die Arbeit einer Biene?

Untersuchungen in vielen Ländern haben die Wirksamkeit dieser Methode nachgewiesen. Eine Studie in den Niederlanden kam zu dem Schluss, dass Bienen Lungenkrebs mit einer Genauigkeit von über 90 % erkennen können.. Diese Ergebnisse stießen in der medizinischen Fachwelt auf großes Interesse und legen nahe, dass Bienen ein nachhaltiges Instrument zur Krebsfrüherkennung werden könnten.

Deshalb ist die Sicherstellung der Nachhaltigkeit und kontinuierlichen Verfügbarkeit ausgebildeter Bienen eine der wichtigsten Herausforderungen.. Es stellt sich heraus, dass Bienen eine kurze Lebensdauer haben und besondere Pflege benötigen, um ihre Gesundheit und Wirksamkeit bei der Erkennung von Krankheiten zu erhalten.

Zukünftige Anwendungen und ergänzende Technologien

Ein anderes Forscherteam derselben Universität, aber des Instituts für quantitative Gesundheitswissenschaften und -technik der UEM, beschloss, den Mechanismus zu testen und brachte das Projekt auf eine andere Ebene. Sie verwendeten verschiedene Arten menschlicher Lungenkrebszellkulturen in versiegelten, luftdichten Flaschen und entwickelten einen auf Bienenhirn basierenden Sensor, um den Geruch von Lungenkrebszellen zu testen..

Forscher haben erfolgreich gezeigt, dass dieser auf Bienenhirn basierende Sensor zwischen kleinzelligen Lungenkrebszellen, nichtkleinzelligen Lungenkrebszellen und gesunden Zellen unterscheiden kann.

Natürlich beschränken sich die Fähigkeiten der Bienen nicht nur auf Lungenkrebs. Zukünftige Forschungen könnten ihre Fähigkeit untersuchen, andere Krebsarten und Stoffwechselerkrankungen zu erkennen und so die Anwendungsmöglichkeiten dieser innovativen Methode erweitern.

Bienengeruch
Eine Biene enthüllt eine Geruchsprobe, die Krebszellen enthält. Bildnachweis: Labor der Michigan State University

Die Kombination der Geruchsfähigkeiten der Bienen mit fortschrittlichen Technologien wie elektronischen Sensoren und künstlicher Intelligenz (KI) könnte die Genauigkeit verbessern und falsch positive Ergebnisse bei medizinischen Diagnosen reduzieren.. Elektronische Sensoren, die die Geruchsempfindlichkeit von Bienen nachahmen, können in tragbare medizinische Geräte integriert werden, um Echtzeitdiagnosen zu ermöglichen und den Zugang zu Frühdiagnosen in verschiedenen geografischen Gebieten zu erleichtern.

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Die Tatsache, dass Bienen Lungenkrebs schneller erkennen können, hat das Potenzial, einen bedeutenden Fortschritt in der Medizin zu bedeuten und unzählige Leben zu retten. Mit fortschreitender Forschung und der Bewältigung von Herausforderungen wird diese Methode zu einem Standardinstrument in der klinischen Diagnose werden..

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